失效分析在家用电器电子控制器可靠性中的应用

王盛涛

摘要：军事和航空系统中已经存在成熟的故障分析模式，并且已经证明它们是有效的，但是在家用电器公司中还没有非常全面，系统的故障分析模式。基于军事和航空航天行业的故障分析理论，本文针对家用电器的特点，提出了作者公司的一套有效的分析解决方案，并基于著名的电子控制器进行了详尽的阐述。

关键词：失效分析;家用电器;电子控制器

随着国民经济的飞速发展，人们的生活也发生了迅速的变化。家用电器已从奢侈品和装饰品转变为消费品和一般用途的产品。同时，随着新技术的不断涌现，家用电器控制器已从简单的机械控制变为独立的电子控制器，再到可以在线使用的互联网设备。家用电器的故障模式类型越来越多，因此鱼必须建立一种全面，系统，有效的故障分析模式。

一、失效分析的基本定义和流程

根据MIL-STD-883，故障分析是对故障设备的事后检查。可以使用电气测量技术以及理化分析来确定相应的故障模式或机制。采取相反的措施。通过故障分析找出问题的原因和根本原因，以改善和增强产品的可靠性。通用的PCBA故障分析过程包括：故障信息调查（市场不正确数据分析），故障模式确认（故障产品故障点分类），外部外观检查（缺陷产品的外部检查），故障分析（电学分析），半断裂分析，断裂分析（解剖学包装和内部关键结构），机理原因诊断，故障内部信息分析报告。

但是，该模式有以下缺点：

1、解释不细致，人员性质和设备配置要求每一步操作都很高，再现性差。

2、时间进度 U无要求，不能适应公司产品更新要求，效果不佳。

3、下列改进不明确。改进或可操作性差

4、与激励政策没有联系，缺乏有效的管理。

二、"1330”失效分析流程

2.1信息与调研

目的是了解“什么是故障”，“故障发生率”和“故障环境”;它主要包括故障数据分析，样本收集和环境调查三个方面。故障数据分析的主要任务是发现许多需要解决的故障，这是一个主要问题。在此环节中，通过对质量体系数据的分解并将其与逆向物流EMR工厂的真实对象进行比较，最终确定了研究关键产品模型。专注于相关子系统。样本收集是在确定相关模型或模块之后收集失败对象的过程;失败样本的完整性是此过程中非常重要的原则。在此步骤中，不仅必须收集对象，而且崩溃站点也不能收集对象。被破坏，但同时尽可能地提取有用和丰富的信息。记录失败样品的信息，包括样品型号，生产日期和其他识别信息;失败的样品故障包括样品开路，短路，泄漏，功能异常，间歇性故障，确认方法包括观察，电气测量，施加应力等。环境调查包括电气环境，机械环境，存储环境，使用环境以及与整个产品生命周期中的故障相关的其他节点;您对产品所处的环境的了解越多，对它的理解就越深入，故障分析就越有用。故障信息是制定故障分析方案的重要依据，分析结果应能说明样品的故障情况。所以故障信息必须是详尽和真实的。

2.2FTA检讨

FTA审查是对故障树的分析，包括故障树并跟踪以前的改进历史。主要目的是通过各种角度的分析和恢复来找出可能的应力和故障原因。故障树分析使用自上而下的树分析来从设计，模块，生产，运输，使用和其他链接中查找可能的故障原因。了解过去改进的历史，包括背景，原因，改进点，验证措施以及先前改进的市场表现。

2.3失效原因分析

故障原因的分析基于“观察和解剖”的结果。与“故障树分析”相比，它更紧密，更专注于故障的真正原因。但是，由于还有更多的原因，无法确定压力和最重要的因素，因此有必要“模拟复发”以确定主要原因。

2.4模拟与复现

模拟包括出于“故障原因分析”的原因设计模拟重复程序，并进行研究和筛选，以找出最可能和不可避免的压力和条件;确定模拟程序中的应力选择和应用程序数量。正确配置它很重要，您可以快速找到原因。如果配置不正确，则可以将主要原因推到次要原因并偏离方向。在PCBA复制中，应力（尤其是增加的电磁兼容性），其中，静电应力尤为重要，温度应力是影响整机可靠性的关键因素。另外，由于施加的温度和电应力无法完全模拟故障，所以使用习惯也是一个重要的考虑因素。模拟过程的结果表明，不仅宏观失效现象是一致的，而且宏观失效现象与微观失效现象也是一致的，从而验证了模拟过程的正确性。

2.5失效机理推理

失效机理的推理分为宏观和微观两个方面。宏观上，推测故障发生的顺序。对于PCBA，通常指系统级别。有必要分析哪個组件首先导致故障。连续拍摄和生成;而微观推论则是对原始故障部件本身的故障机理进行分析，通常需要分析部件的制造过程，原材料选择，物理或化学作用等。宏观和微观推理是相互联系和相互联系的。根据故障分析的深度，基于特定问题的分析级别是不同的;推理与“模拟递归”的支持作用是分不开的，这是“模拟递归”的理论改进。

2.6测试与验证

推理的正确性必须通过“证明和验证”来证明;如果能够再现故障现象，如何避免类似产品的再次发生并推论这一现象是前一阶段的延伸，也是其目的和主要任务。由多种应力联合作用，可反复失效，最终确定失效机理。并非所有的故障现象都可以重现，模拟和重现需要大量的投资，这个阶段越深入，分析就越深入，这将极大地支持这些措施的建议和相关性。

三、应用案例

PCBA的故障直接表现为整个产品的功能故障，而功能故障最终表现为构成PCBA的组件，印刷电路板，连接器和其他组件的故障。通过对故障点的故障机理进行诊断和分析，找出故障原因，可以采取具体的技术和管理措施，对PCBA的可靠性进行全面控制。下面以“信息与研究”，“解剖与观察”和“模拟与复制”为例，说明每个链接在故障分析中的重要性。

四、结论

失效分析能有效地帮助技术人员、管理人员推进失效分析项目，并保证其思路更清晰，逻辑更清晰。通过本文的研究可以发现，对家用电器电子应用此方法，可以有效的降低品质损伤，且在日常用中取得良好的成绩。

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